(57)【要約】【課題】  装置構成や制御方法を小型・シンプルに保ちつつ高信頼化を実現可能な通信装置を提供する。【解決手段】  通信装置は、複数の現用ユニット（１−１〜１−Ｎ）と、予備ユニット（２）とを備え、複数の現用ユニット及び予備ユニットを、複数の現用回路モジュール（１２−１−１〜１２−１−ｎ，１２−２−１〜１２−２−ｎ，・・・，１２−Ｎ−１〜１２−Ｎ−ｎ，２２−１〜２２−ｎ）と、予備回路モジュール（１３−１−１，１３−１−２，１３−２−１，１３−２−２，・・・，１３−Ｎ−１，１３−Ｎ−２，２３−１，２３−２）とから構成している。共通部１４−１〜１４−Ｎ，２４は、複数の現用回路モジュールのいずれかに障害が発生した時に予備回路モジュールへの切り替えを優先し、装置内共通ユニット３は、当該障害を救済できない場合に予備ユニットへの切り替えを実行する。【選択図】      図１
2010050586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の現用ユニットと、予備ユニットとを有し、
前記複数の現用ユニット及び予備ユニットは、複数の現用回路モジュールと、予備回路モジュールとから構成し、
前記複数の現用回路モジュールのいずれかに障害が発生した時に前記予備回路モジュールへの切り替えを優先しかつ当該障害を救済できない場合に前記予備ユニットへの切り替えを実行する手段を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
自装置内の未使用の回路モジュールまたはユニットへの電源供給を停止することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記未使用の回路モジュールまたはユニットの使用する際に当該回路モジュールまたはユニットに電源を供給して正常性を確認することを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記予備回路モジュールへの入力を切り替える切替手段を含み、
前記切替手段による切り替えで前記予備回路モジュールを現用として使用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の通信装置。
【請求項５】
複数の現用ユニットと、予備ユニットとを有し、
前記複数の現用ユニット及び予備ユニットが、複数の現用回路モジュールと、予備回路モジュールとから構成される通信装置において、
前記複数の現用回路モジュールのいずれかに障害が発生した時に前記予備回路モジュールへの切り替えを優先しかつ当該障害を救済できない場合に前記予備ユニットへの切り替えを実行することを特徴とする装置コンポーネント複合冗長化方法。
【請求項６】
自装置内の未使用の回路モジュールまたはユニットへの電源供給を停止することを特徴とする請求項５記載の装置コンポーネント複合冗長化方法。
【請求項７】
前記未使用の回路モジュールまたはユニットの使用する際に当該回路モジュールまたはユニットに電源を供給して正常性を確認することを特徴とする請求項６記載の装置コンポーネント複合冗長化方法。
【請求項８】
前記予備回路モジュールへの入力を切替手段にて切り替え、
前記切替手段による切り替えで前記予備回路モジュールを現用として使用することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか記載の装置コンポーネント複合冗長化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信装置及びそれに用いる装置コンポーネント複合冗長化方法に関し、特にブロードバンドアクセス回線の高信頼化に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドアクセス回線の高信頼化は、インタネットが社会インフラとなった現在、非常に重要な課題である。この高信頼化の有効な手段としては、装置及び伝送路の二重化が知られている。
【０００３】
しかしながら、装置及び伝送路の二重化には、装置の容積、消費電力、価格を倍化させるという問題があり、地球環境保護という観点からもその採用にはおのずから制約がある。その点で、１：Ｎに代表される共有プロテクション方式（Ｓｈａｒｅｄ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｃｈｅｍｅ）は、より望ましい高信頼化手法と言える。
【０００４】
例えば、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムの信頼性を向上する方法としては、ＰＯＮインタフェース部のＭ：Ｎ冗長（Ｍ個の予備とＮ個の現用）を実現する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。１：Ｎ及び２：Ｎ冗長の信頼性に関しては、数理的な解析が行われている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
図１０に本発明に関連する通信装置の構成例を示す。この通信装置では、１：Ｎコンポーネント冗長が採用されている。つまり、この通信装置では、Ｎ個の現用ユニット（Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４−１〜４−Ｎに対して一つの予備ユニット（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｕｎｉｔ）５が用意される。
【０００６】
通常は現用ユニット４−１〜４−Ｎが使用されるが、現用ユニット４−１〜４−Ｎのずれかに故障が発生した場合、予備ユニット５への切り替えが行われて信号処理が継続される。一つのユニット（現用ユニット４−１〜４−Ｎ、予備ユニット５）の中には、複数の同一回路モジュール［現用回路モジュール（Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｍｏｄｕｌｅ）４２−１−１〜４２−１−ｎ，４２−２−１〜４２−２−ｎ，・・・，４２−Ｎ−１〜４２−Ｎ−ｎ，５２−１〜５２−ｎ］が搭載されている。
【０００７】
また、外部入力信号は、入力インタフェース部（Ｉｎｐｕｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（ＩＦ）４１−１−１〜４１−１−ｎ，４１−２−１〜４１−２−ｎ，・・・，４１−Ｎ−１〜４１−Ｎ−ｎ，５１−１〜５１−ｎを経由して回路モジュール（現用回路モジュール４２−１−１〜４２−１−ｎ，４２−２−１〜４２−２−ｎ，・・・，４２−Ｎ−１〜４２−Ｎ−ｎ，５２−１〜５２−ｎ）に入力され、信号処理が行われた後、各ユニット内の共通部（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）４３−１〜４３−Ｎ，５３で処理され、装置内共通ユニット（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｕｎｉｔ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）６に入力される。
【０００８】
装置内共通ユニット６には、各現用ユニット４−１〜４−Ｎ及び予備ユニット５からの信号が入力され、共通的な信号処理が行われて装置外部へ出力される。尚、装置内共通ユニット６には、切替制御も搭載されており、現用ユニット４−１〜４−Ｎの故障を検出した場合、予備ユニット５への切り替えを実行して信号を救済する。
【０００９】
図１１に本発明に関連する通信装置の他の構成例を示す。この通信装置では、予備ユニットを２個搭載されている。コンポーネントのＭ：Ｎ冗長は、コストや消費電力と信頼性のトレードオフを勘案してシステムを構成できる（すなわち、適切なＭ及びＮの値を選択できる）という利点がある。
【００１０】
しかしながら、このコンポーネントのＭ：Ｎ冗長は、信頼性を高めるためにＭを大きくとると、装置、特にスイッチ部の構成とその制御方法とが複雑になり、また、Ｍ：Ｎ冗長が持つ本来の長所（低コスト、低消費電力）が失われるという問題がある。図１０に示す冗長構成に比較して図１１に示す冗長構成の方が高い信頼性を実現することができるが、予備ユニット用のスロットを２つ確保しなければならず、装置内の切替スイッチも２系統搭載する必要がある。
【００１１】
つまり、図１１において、通信装置は、現用ユニット４−１〜４−Ｎ、予備ユニット５−１，５−２、装置内共通ユニット６から構成されている。現用ユニット４−１〜４−Ｎ及び予備ユニット５−１，５−２は、入力インタフェース部４１−１−１〜４１−１−ｎ，４１−２−１〜４１−２−ｎ，・・・，４１−Ｎ−１〜４１−Ｎ−ｎ，５１−１−１〜５１−１−ｎ，５１−２−１〜５１−２−ｎ、現用回路モジュール４２−１−１〜４２−１−ｎ，４２−２−１〜４２−２−ｎ，・・・，４２−Ｎ−１〜４２−Ｎ−ｎ，５２−１−１〜５２−１−ｎ，５２−２−１〜５２−２−ｎ、共通部４３−１〜４３−Ｎ，５３−１，５３−２を備えている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−０５４２７８号公報
【非特許文献１】Ｈ．Ｏｚａｋｉ  ａｎｄ  Ａ．Ｋａｒａ，“Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ  ａｎｄ  ＭＴＴＦ  ｏｆ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”，ＩＥＥＥ  ＣＩＴ２００７，Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した本発明に関連するコンポーネントの冗長構成では、Ｍ：Ｎコンポーネント冗長の場合、構成が大規模かつ複雑になる上に、消費電力も増大するという問題がある。特に、予備ユニットの共通モジュールが大規模かつ高消費電力の場合は、上記の問題が顕著になる。
【００１４】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、装置構成や制御方法を小型・シンプルに保ちつつ高信頼化を実現することができる通信装置及びそれらに用いる装置コンポーネント複合冗長化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による通信装置は、複数の現用ユニットと、予備ユニットとを備え、
前記複数の現用ユニット及び予備ユニットは、複数の現用回路モジュールと、予備回路モジュールとから構成し、
前記複数の現用回路モジュールのいずれかに障害が発生した時に前記予備回路モジュールへの切り替えを優先しかつ当該障害を救済できない場合に前記予備ユニットへの切り替えを実行する手段を備えている。
【００１６】
本発明による装置コンポーネント複合冗長化方法は、複数の現用ユニットと、予備ユニットとを有し、
前記複数の現用ユニット及び予備ユニットが、複数の現用回路モジュールと、予備回路モジュールとから構成される通信装置において、
前記複数の現用回路モジュールのいずれかに障害が発生した時に前記予備回路モジュールへの切り替えを優先しかつ当該障害を救済できない場合に前記予備ユニットへの切り替えを実行している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、装置構成や制御方法を小型・シンプルに保ちつつ、高信頼化を実現することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明による通信装置の概略について説明する。本発明による通信装置は、回路モジュールの冗長と装置コンポーネントの冗長とを組み合わせることによって、シンプルな装置構成及び制御方法で、信頼性の高いネットワークノード装置を実現することを特徴とする。
【００１９】
図１は本発明の第１の実施の形態による通信装置の構成例を示すブロック図である。図１においては、本実施の形態の回路モジュール及び装置コンポーネント複合冗長化方法を採用した通信装置の構成例を示す。
【００２０】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の現用ユニット（Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１−１〜１−Ｎに対して一つの予備ユニット（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｕｎｉｔ）２を用意する構成は、図１０に示す本発明に関連する通信装置と同様である。尚、現用ユニット１−１〜１−Ｎ及び予備ユニット２は、装置内共通ユニット３にそれぞれ接続されている。
【００２１】
図１において、各現用ユニット１−１〜１−Ｎ及び予備ユニット２は、入力インタフェース部（Ｉｎｐｕｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（ＩＦ）１１−１−１〜１１−１−ｎ，１１−２−１〜１１−２−ｎ，・・・，１１−Ｎ−１〜１１−Ｎ−ｎ，２１−１〜２１−ｎの他に、通常使用される現用回路モジュール（Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｍｏｄｕｌｅ）１２−１−１〜１２−１−ｎ，１２−２−１〜１２−２−ｎ，・・・，１２−Ｎ−１〜１２−Ｎ−ｎ，２２−１〜２２−ｎに加えて予備回路モジュール（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｍｏｄｕｌｅ）１３−１−１，１３−１−２，１３−２−１，１３−２−２，・・・，１３−Ｎ−１，１３−Ｎ−２，２３−１，２３−２が搭載されている。このように、図１に示す例では、一つのユニットに２個の予備回路モジュールが搭載されている。
【００２２】
各ユニット内の各現用回路モジュール１２−１−１〜１２−１−ｎ，１２−２−１〜１２−２−ｎ，・・・，１２−Ｎ−１〜１２−Ｎ−ｎ，２２−１〜２２−ｎへの入力は、スイッチ（図示せず）を介して予備回路モジュール１３−１−１，１３−１−２，１３−２−１，１３−２−２，・・・，１３−Ｎ−１，１３−Ｎ−２，２３−１，２３−２にも接続される。
【００２３】
各ユニット内の共通部１４−１〜１４−Ｎ，２４には、各回路モジュールの切り替えを実行する制御機能が搭載されている。また、装置内共通ユニット３には、現用ユニット１−１〜１−Ｎ及び予備ユニット２の切り替えを実行する制御機能が搭載されている。
【００２４】
図２は本発明の第１の実施の形態による回路モジュール及び装置コンポーネント複合冗長化方法の動作概要を示すフローチャートである。これら図１及び図２を参照して本発明の第１の実施の形態による回路モジュール及び装置コンポーネント複合冗長化方法の動作概要について説明する。
【００２５】
通常、現用ユニット１−１〜１−Ｎは、各ユニット内の現用回路モジュール１２−１−１〜１２−１−ｎ，１２−２−１〜１２−２−ｎ，・・・，１２−Ｎ−１〜１２−Ｎ−ｎで信号処理を行っている。
【００２６】
共通部１４−１〜１４−Ｎ内の切替制御部（図示せず）は、各ユニット内で現用回路モジュール１２−１−１〜１２−１−ｎ，１２−２−１〜１２−２−ｎ，・・・，１２−Ｎ−１〜１２−Ｎ−ｎの故障が検出されると（図２ステップＳ１）、スイッチ（図示せず）を動作させて故障した回路モジュールを切り離し、予備回路モジュール１３−１−１，１３−１−２，１３−２−１，１３−２−２，・・・，１３−Ｎ−１，１３−Ｎ−２で信号処理が行われるようにする（図２ステップＳ３）。
【００２７】
但し、これは予備回路モジュール１３−１−１，１３−１−２，１３−２−１，１３−２−２，・・・，１３−Ｎ−１，１３−Ｎ−２が正常で、かつ未使用である場合に限る（図２ステップＳ２）。予備回路モジュール１３−１−１，１３−１−２，１３−２−１，１３−２−２，・・・，１３−Ｎ−１，１３−Ｎ−２が故障または使用中の場合（図２ステップＳ２）、共通部１４−１〜１４−Ｎは、装置内共通ユニット３に故障を通知し、予備ユニット２への切り替え（コンポーネント切替）が実行されるようにする（図２ステップＳ５）。
【００２８】
但し、この場合も、予備ユニット２（予備コンポーネント）の回路が正常で、かつ未使用である場合に限る（図２ステップＳ４）。予備ユニット２（予備コンポーネント）自身も予備回路モジュール２３−１，２３−２を備えているので、現用回路モジュール２２−１〜２２−ｎが故障の場合は、予備ユニット２内で切り替えを実行し、信号処理を継続することができる。
【００２９】
このように、本実施の形態では、回路モジュール故障の場合、まずユニット内で切り替えを実行して信号を救済し、その救済が不可能な時に限って予備ユニット２への切り替え（コンポーネント切替）を実行するという２段階の冗長切替制御を行う。
【００３０】
図３〜図８は本発明の第１の実施の形態において段階的に実行される切替制御の様子を示す図である。これら図３〜図８を参照して、現用回路モジュール１２−１−１〜１２−１−ｎ，１２−２−１〜１２−２−ｎ，・・・，１２−Ｎ−１〜１２−Ｎ−ｎ，２−１〜２−ｎの１番ポート（Ｐｏｒｔ）に入力される信号に着目し、段階的に実行される切替制御の様子について説明する。
【００３１】
図３は故障なしの場合を示す。この時は、現用回路モジュール１２−１−１で処理が行われる。現用回路モジュール１２−１−１が故障すると、現用ユニット１−１内で切り替えが実行され、図４に示すように、第一の予備回路モジュール１３−１で信号処理が行われる。第一の予備回路モジュール１３−１が使用中または故障の場合は、第二の予備回路モジュール１３−２が使用される。この様子を図５に示す。
【００３２】
予備回路モジュール１３−１，１３−２がいずれも使用中または故障の場合は、予備ユニット２への切り替え（コンポーネント切替）が実行され、予備ユニット２の現用回路モジュール２２−１で信号処理が行われる。この様子を図６に示す。
【００３３】
予備ユニット２の現用回路モジュール２２−１が故障している場合は、予備ユニット２内の第一の予備回路モジュール２３−１または第二の予備回路モジュール２３−２が使用される。この様子を図７及び図８に示す。
【００３４】
使用されていない予備回路モジュール及び予備コンポーネントに対して消費電力削減のために電源を供給しない構成とする場合には、切り替えに先立って電源を供給し、正常性のチェックを行う必要がある。
【００３５】
ユニット内に閉じた回路モジュールの冗長は、非修理系の冗長となる。すなわち、故障発生でユニット内の切り替えが行われても、直ちに交換、修理を行う必要はない。故障がユニット内の冗長で対処できなくなった場合にコンポーネント切替を実行し、ユニットの交換・修理を行うこととなる。
【００３６】
このように、本実施の形態による回路モジュール及び装置コンポーネント複合冗長化方法では、上記の問題を解決し、装置構成や制御方法を小型・シンプルに保ちつつ高信頼化を実現することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態による回路モジュール及び装置コンポーネント複合冗長化方法では、ユニット内に非修理系のモジュール冗長を採用し、かつ修理系のコンポーネント（予備ユニット２）冗長を併用することで、高い信頼性を維持しつつ、装置全体に占める予備ユニット２の容積を減らし、装置を小型・低消費電力化できるという効果がある。
【００３８】
特に、予備ユニット２内の共通部２４の規模や消費電力が大きい場合、その効果は顕著となる。または、本実施の形態では、予備ユニット２の容積を削減した分を現用ユニットに割り当て、装置を高密度化することも可能である。具体的には、空いた予備ユニットのスロットに現用スロットを実装することで高密度化は実現できる。
【００３９】
さらに、本実施の形態では、未使用の予備回路モジュールや予備コンポーネントへ電力を供給しない構成とすることで、システム全体の低消費電力化を実現することができるという効果もある。
【００４０】
図９は本発明の第２の実施の形態による通信装置の構成例を示すブロック図である。この図９に示す本発明の第２の実施の形態による構成のように、予備回路モジュール１３−１，１３−２をオプションとし、切替スイッチ（図中のＳｅｌｅｃｔｏｒ）１５−１，１５−２を用いて現用回路化し、全回路モジュールを現用として使用する構成にすることも可能である。
【００４１】
このように、本実施の形態では、予備回路モジュール１３−１，１３−２の使用をオプション化することで、要求される収容回線数と信頼度を勘案した柔軟な装置構成が可能になるという効果がある。回路モジュール切替は、ユニット内に閉じた制御であるため、装置を変更せず、ユニットの改版のみで本発明を適用できるという効果もある。
【００４２】
本発明は、使用されていない予備回路モジュール及び予備ユニット（予備コンポーネント）に対して、消費電力削減のために、電源を供給しない構成とすることも可能である。
【００４３】
また、本発明による回路モジュール冗長を適用したユニットと、その回路モジュール冗長を適用しないユニットとを混在させてコンポーネント切替を実行する構成も可能である。
【００４４】
回路モジュールの冗長化は、一つの集積回路内または複数の集積回路の連結によって実現することも可能である。上記の実施例は、予備回路モジュール２個、予備ユニット（予備コンポーネント）１個の構成となっているが、それぞれ任意の個数で実現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態による通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による回路モジュール及び装置コンポーネント複合冗長化方法の動作概要を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態において段階的に実行される切替制御の様子を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態において段階的に実行される切替制御の様子を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態において段階的に実行される切替制御の様子を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態において段階的に実行される切替制御の様子を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態において段階的に実行される切替制御の様子を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態において段階的に実行される切替制御の様子を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明に関連する通信装置の構成例を示す図である。
【図１１】本発明に関連する通信装置の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，１−１〜１−Ｎ  現用ユニット
２  予備ユニット
３  装置内共通ユニット
１１−１−１〜１１−１−ｎ，
１１−２−１〜１１−２−ｎ，
１１−Ｎ−１〜１１−Ｎ−ｎ，
１５−１，１５−２，
２１−１〜２１−ｎ  入力インタフェース部
１２−１−１〜１２−１−ｎ，
１２−２−１〜１２−２−ｎ，
１２−Ｎ−１〜１２−Ｎ−ｎ，
２２−１〜２２−ｎ  現用回路モジュール
１３−１−１，１３−１−２，
１３−２−１，１３−２−２，
１３−Ｎ−１，１３−Ｎ−２，
２３−１，２３−２  予備回路モジュール
１４−１〜１４−Ｎ，２４  共通部
１６−１，１６−２  切替スイッチ
【図１】
2010050586.tif 000003
【図２】
2010050586.tif 000004
【図３】
2010050586.tif 000005
【図４】
2010050586.tif 000006
【図５】
2010050586.tif 000007
【図６】
2010050586.tif 000008
【図７】
2010050586.tif 000009
【図８】
2010050586.tif 000010
【図９】
2010050586.tif 000011
【図１０】
2010050586.tif 000012
【図１１】
2010050586.tif 000013